DE69910063T2 - ELECTRIC DEVICE FOR PREPARING BEVERAGES - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Getränkezubereitungsvorrichtungen und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf elektrische Kaffeezubereiter.The present invention relates on electric beverage preparation devices and in particular, but not exclusively, to electric coffee makers.
Es ist ein herkömmlicher Typ eines Kaffeegetränkzubereiters bekannt, welcher zwei Kammern umfasst: eine erste Kammer zum Aufnehmen von zu erhitzendem Wasser und eine zweite Kammer, welche oben auf der ersten Kammer platziert ist und welche den Kaffeesatz aufnimmt. Die zweite Kammer ist in Flüssigkeitsverbindung mit der ersten Kammer über eine Wasserübertragungsleitung, welche von der zweiten Kammer hinunter in die erste Kammer verläuft. Ein oben auf der Wasserübertragungsröhre angeordneter Separator ermöglicht, dass Wasser in die obere Kammer und aus dieser heraus fließt, während der Kaffeesatz zurückgehalten wird. Bei der Verwendung wird die Flüssigkeit in der ersten Kammer zum Beispiel durch eine Gas- oder Spiritusflamme oder ein elektrisches Element, die unter der Kammer angeordnet sind, extern erwärmt. Wenn sich Wasser in der ersten Kammer erwärmt, erhöht sich der Druck in dieser Kammer und bewirkt, dass das Wasser in der ersten Kammer durch die Übertragungsleitung in die zweite Kammer aufsteigt, wo es den Kaffeesatz aufbrüht. Schließlich fällt der Flüssigkeitspegel in der ersten Kammer unter den Boden der Röhre und die Flüssigkeitsübertragung stoppt. Die Erwärmung wird dann eingestellt und die erste Kammer kühlt, so dass Dampf an der Innenseite der unteren Kammer zu kondensieren beginnt. Dabei wird ein partielles Vakuum in der ersten Kammer erzeugt, welches bewirkt, dass das gebrühte Getränk die Röhre hinab durch den Separator in die erste Kammer zurückgesaugt wird. Wenn das gesamte Getränk in die erste Kammer hinunter gesaugt worden ist, kann die zweite Kammer entfernt werden und das Getränk kann aus der ersten Kammer serviert werden.It is a conventional type of coffee beverage maker known, which comprises two chambers: a first chamber for receiving of water to be heated and a second chamber, which is on top the first chamber is placed and which receives the coffee grounds. The second chamber is in fluid communication with the first chamber over a water transmission line, which extends from the second chamber down into the first chamber. On arranged on top of the water transfer tube Separator allows that water flows into and out of the upper chamber during the Coffee grounds restrained becomes. In use, the liquid in the first chamber becomes Example by a gas or alcohol flame or an electric one Element, which are located under the chamber, externally heated. If When water in the first chamber heats up, the pressure in it increases Chamber and causes the water in the first chamber through the transmission line ascends into the second chamber where it brews the coffee grounds. Finally it falls liquid level in the first chamber under the bottom of the tube and the fluid transfer stops. The warming is then adjusted and the first chamber cools, leaving steam on the inside the lower chamber begins to condense. It becomes a partial Vacuum generated in the first chamber, which causes the brewed beverage down the tube is sucked back through the separator into the first chamber. If the whole drink The second chamber can be sucked down into the first chamber be removed and the drink can be served from the first room.
Eine solche Vorrichtung ist in der GB 1,332,656 offenbart. In dieser Vorrichtung ist ein elektrisches Heizelement oder eine Gasflamme unter der ersten Kammer angeordnet und wird durch einen thermisch ansprechenden Aktuator, welcher in der zweiten Kammer angeordnet ist, gesteuert/geregelt. Der Aktuator erfasst die Lufttemperatur in der zweiten Kammer und wenn diese eine vorbestimmte Temperatur erreicht, unterbricht er entweder die Stromzufuhr zu dem Heizelement oder schaltet ein Ventil in der Gaszufuhr zu der Gasflamme.Such a device is in the GB 1,332,656. In this device is an electrical Heating element or a gas flame arranged under the first chamber and is provided by a thermally responsive actuator, which in the second chamber is arranged, controlled / regulated. The actuator detects the air temperature in the second chamber and if this reaches a predetermined temperature, he either interrupts the Power supply to the heating element or switches a valve in the gas supply to the gas flame.
Ein Problem bei der obigen Anordnung besteht darin, dass diese schwierig und teuer ist, da der Aktuator von der Heizquelle entfernt angeordnet ist, was bedeutet, dass Verbindungen zwischen diesen beiden hergestellt werden müssen. Dies resultiert in unansehnlichen und unnötigen, in der Vorrichtung vorgesehenen Gehäusen oder Außenmänteln sowie unnötigen Kosten. Ein weiteres Problem ist, dass die Erwärmung von Flüssigkeit im ersten Gefäß langsam und ineffizient geschieht und dass, nachdem der Sensor das Element abgeschaltet hat, signifikante Wärmemengen weiterhin von dem Heizer in die Vorrichtung fließen.A problem with the above arrangement is that this is difficult and expensive because the actuator located away from the heat source, which means that connections between these two must be made. This results in unsightly and unnecessary, provided in the device housings or outer shells and unnecessary costs. Another problem is that the heating of liquid slow and in the first vessel Inefficiently happens and that after the sensor turns off the element has, significant amounts of heat continue to flow from the heater into the device.
Die
Nach einem ersten Aspekt stellt die
vorliegende Erfindung bereit: einen Getränkezubereiter (
Gemäß der Erfindung wird somit die Basis der ersten Kammer mit elektrischen Heizmitteln ausgestattet und in Antwort darauf, dass der Heizer oder ein Abschnitt der Basis eine vorbestimmte Temperatur erreicht, wird der Strom zum Heizer unterbrochen oder seine Wärmeabgabe wird wesentlich reduziert. Dadurch wird die Erwärmung der Flüssigkeit in der unteren Kammer gestoppt oder wenigstens wesentlich reduziert, so dass das Kochen gestoppt wird. Die erste Kammer kühlt dann ab, Wasser beginnt an der Wand der ersten Kammer zu kondensieren und eine Übertragung von gebrühter Flüssigkeit von der zweiten Kammer wird beginnen.Thus, according to the invention the base of the first chamber equipped with electrical heating means and in response to that the heater or a section of the base reaches a predetermined temperature, the power to the heater interrupted or its heat release is significantly reduced. This will cause the heating of the liquid stopped in the lower chamber or at least substantially reduced, so that the cooking is stopped. The first chamber then cools Water begins to condense on the wall of the first chamber and a transmission from brewed liquid from the second chamber will begin.
Diese Anordnung ermöglicht, dass die Flüssigkeit in der ersten Kammer effizient erwärmt wird, eine genauer Steuerung/Regelung erzielt wird und die Notwendigkeit für unansehnliche und hinderliche elektrische Verbindungen zwischen der ersten und der zweiten Kammer vermieden wird.This arrangement allows that the liquid heated efficiently in the first chamber, a precise control / regulation is achieved and the need for unsightly and obstructive electrical Avoid connections between the first and the second chamber becomes.
Die Steuer/Regelmittel der Erfindung sind so ausgebildet und angeordnet, dass sie detektieren, wenn ein Abschnitt der Basis der ersten Kammer trocken kocht, was anzeigt, dass eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge in der ersten Kammer in die zweite Kammer übertragen wurde. Dieser Zustand kann auf einfache Weise durch einen geeigneten thermischen Sensor in thermischem Kontakt mit der Basis oder dem Heizer erfasst werden, da in der Abwesenheit von Wasser, welches die Basis oder den Heizer kühlt, die Temperatur der Basis oder des Heizers sehr schnell ansteigen wird.The control means of the invention are configured and arranged to detect when a portion of the base of the first chamber is boiling dry, indicating that a predetermined amount of fluid in the first chamber has been transferred to the second chamber. This condition can be readily detected by a suitable thermal sensor in thermal contact with the base or heater, since in the absence of water which cools the base or heater, the temperature of the base or heater will rise very fast.
Bei der Anordnung der vorliegenden Erfindung kocht nur ein bestimmter Abschnitt der Basis oder des Heizers trocken, so dass der Rest der Basis noch immer von Wasser bedeckt ist.In the arrangement of the present Invention cooks only a certain portion of the base or the Heater dry, leaving the rest of the base still covered in water is covered.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Basis mit einem Bereich versehen ist, welcher von dem Rest des Bereichs durch eine aufrechte Wand separiert ist. Am meisten bevorzugt wird es, wenn die Wand den gesamten erwärmten Bereich der Basis umgibt. Diese Wand bildet ein Wasserreservoir oberhalb des Heizers in der Basis und es wird erkannt: Je höher diese Wand ist, desto länger wird das Wasser innerhalb des Reservoirs zum Verdampfen und damit die Steuerung/Regelung zum Arbeiten benötigen. Dies ermöglicht einen Mechanismus, in welchem die Getränke-Brühzeit variiert werden kann, da diese davon abhängig ist, wie lange das Wasser in der zweiten Kammer verbleibt. Dies ist wiederum von der Aufrechterhaltung des Drucks in der ersten Kammer abhängig, was wiederum von dem anhaltenden Kochen von Flüssigkeit in der ersten Kammer abhängt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wand daher in der Höhe einstellbar, um ein Einstellen der Getränke-Brühzeit zu ermöglichen.This is achieved by that the base is provided with an area which is different from the rest of the Area is separated by an upright wall. Most preferred it will when the wall surrounds the entire heated area of the base. This wall forms a water reservoir above the heater in the Base and it is recognized: the higher this wall is the longer the water within the reservoir will evaporate and thus the Need control / regulation to work. This allows one Mechanism in which the beverage brewing time varies because it depends on them is how long the water stays in the second chamber. This is in turn by maintaining the pressure in the first Chamber dependent, in turn, from the continued boiling of liquid in the first chamber depends. In a preferred embodiment the wall is therefore in height adjustable to allow adjustment of the beverage brewing time.
Ein weiterer Weg, auf welchem die Brühzeit variiert werden kann, ist die Variation der Leistung des Heizelements. Wenn das Element mit geringer Leistung heizt, wird die Flüssigkeit in dem Reservoir länger brauchen, um zu verkochen, wodurch der Dampfdruck in der ersten Kammer für eine längere Dauer aufrechterhalten wird, wodurch das heiße Wasser in der zweiten Kammer für eine längere Zeitdauer brühen gelassen wird. Wenn das Element umgekehrt mit hoher Leistung heizt, wird die Flüssigkeit in dem Reservoir schneller verkochen, wodurch die Brühzeit reduziert wird. In einer Ausführungsform der Erfindung können daher Mittel zum Variieren der Leistung des Heizelements bereitgestellt werden. Mittel zum Erzielen solch einer Leistungsveränderung werden für den Fachmann schnell ersichtlich sein und werden deshalb hier nicht detaillierter beschrieben.Another way on which the Brewing time varies can be, is the variation of the power of the heating element. If The element with low power heats up, becomes the liquid longer in the reservoir need to cook, reducing the vapor pressure in the first Chamber for a longer duration is maintained, reducing the hot water in the second chamber for one longer Brew time is left. Conversely, if the element heats up with high power, the liquid gets in Boil faster the reservoir, reducing the brewing time becomes. In one embodiment of the invention therefore, means for varying the power of the heating element are provided become. Means for achieving such a performance change be for the skilled person will be readily apparent and therefore will not be here described in more detail.
Noch ein weiterer Weg, auf welchem die Brühzeit variiert werden könnte, wäre es, einen zusätzlichen Heizer vorzusehen, welcher einen Abschnitt der Basis erwärmt, der, nachdem das Hauptheizelement abgeschaltet worden ist, noch immer von Wasser bedeckt ist. Dieses Element benötigt eine nicht besonders hohe Leistung, etwa 50 W, würde jedoch sogar bei dieser geringen Leistung ausreichend Dampf erzeugen, um den Dampfdruck in der ersten Kammer aufrecht zu erhalten. Der zusätzliche Heizer könnte nach einer vorbestimmten Zeit ausgeschaltet werden, um die Brühdauer zu beenden.Yet another way on which the brewing time could be varied would it be, An additional To provide a heater which heats a portion of the base which, after the main heater has been turned off, still covered by water. This item does not need a very high one Power, about 50 W, would but produce enough steam even at this low power to maintain the vapor pressure in the first chamber. Of the additional heaters could be turned off after a predetermined time to the brewing time break up.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Temperatur der Basis oder des Heizers in jeder geeigneten Weise erfasst werden. Bevorzugt wird die Temperatur jedoch unter Verwendung eines thermomechanischen Sensors, wie einem bimetallischen Aktuator gemessen, der in gutem thermischen Kontakt mit der Basis oder dem Heizer angeordnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform kann ein Paar Aktuatoren, welche vorzugsweise bei einer im Wesentlichen gleichen Temperatur betreibbar sind, zum Erfassen des Überhitzungszustands eingesetzt werden.In the embodiments described above The temperature of the base or heater can be in any suitable Be detected. However, the temperature is preferably below Use of a thermomechanical sensor, such as a bimetallic Actuator measured, in good thermal contact with the base or the heater is arranged. In the preferred embodiment may be a pair of actuators, preferably at a substantially the same temperature are operable to detect the overheating state be used.
Eine geeignete Steuerung/Regelung dieses Typs ist in der WO95/34187 des Anmelders offenbart. Eine solche Steuerung/Regelung ist ebenso geeignet im Zusammenwirken mit Heizern, welche ummantelte Elemente aufweisen, oder mit Dickschichtheizern.A suitable control / regulation This type is disclosed in WO95 / 34187 of the applicant. A Such control / regulation is also suitable in interaction with heaters having sheathed elements or with thick film heaters.
Die in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendeten Heizmittel können ein ummanteltes Heizelement umfassen, welches an der Unterseite der Basis, zum Beispiel durch eine Wärmediffusionsplatte angebracht ist. Solche Konstruktionen sind aus dem Stand der Technik gut bekannt und müssen somit hier nicht näher beschrieben werden.The ones used in a device according to the invention Heating means can a jacketed heating element, which at the bottom of the Base, for example by a heat diffusion plate is appropriate. Such constructions are known in the art well known and must thus not closer to be discribed.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die Heizmittel jedoch so genannte Dickschichtheizer umfassen, die an der Basis vorgesehen sind. Solche Heizer werden in der Wassererhitzungstechnik gebräuchlicher und umfassen einen elektrischen Widerstands-Heizkanal, welcher auf einem isolierenden Substrat aufgebracht ist. Typischerweise wird das isolierende Substrat durch eine Isolationsschicht bereitgestellt, welche auf einer rostfreien Stahlplatte aufgelegt ist. Beispiele für solche Heizer sind zum Beispiel in WO98/36618 und WO96/17496 offenbart.In a preferred embodiment can However, the heating means include so-called thick film heaters, the are provided at the base. Such heaters are used in water heating technology common and comprise an electrical resistance heating channel, which on an insulating substrate is applied. Typically that will insulating substrate provided by an insulating layer, which is placed on a stainless steel plate. Examples for such Heaters are disclosed, for example, in WO98 / 36618 and WO96 / 17496.
Der Heizer kann über der gesamten oder nur über einem Teil der Basis der ersten Kammer vorgesehen sein. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Heizer als eine separate Einheit ausgebildet, welche in einer geeigneten Öffnung, die in der Basis der ersten Kammer gebildet ist, angebracht ist.The heater can be over the entire or just over one Be provided part of the base of the first chamber. In the preferred Embodiment is the heater is formed as a separate unit, which in one suitable opening, which is formed in the base of the first chamber is mounted.
Die Heizmittel der Vorrichtung können ein Element umfassen, welches die gebrühte Flüssigkeit in der ersten Kammer warm hält, nachdem die Steuerung/ Regelung der Vorrichtung ausgeführt wurde. Dieses „Warmhalte"-Element kann auf eine Vielzahl von Wegen bereitgestellt werden.The heating means of the device may be an element which the brewed Liquid in keeping the first chamber warm, after the control of the device has been carried out. This "keep warm" element can be provided in a variety of ways.
In einer ersten Anordnung kann ein Warmhalteelement bereitgestellt werden, welches von dem Hauptheizelement getrennt ist. Dieses Warmhalteelement kann die ganze Zeit, in der das Hauptheizelement eingeschaltet ist, eingeschaltet sein oder kann erst nachdem die Steuerung/Regelung zum Abschalten des Hauptheizelements ausgeführt wurde, eingeschaltet werden. In einer alternativen Anordnung kann das Warmhalteelement in Reihe mit dem Hauptheizelement verbunden werden, nachdem ein Kochen erfasst wurde. Der Widerstand des Hauptelements (welcher typischerweise eine Größenordnung kleiner als der des Warmhalteelements wäre) würde bewirken, dass bei solch einer Verschaltung wenig Wärme in dem Hauptelementteil erzeugt wird.In a first arrangement, a Warming element are provided, which of the main heating element is disconnected. This keep-warm element can be used all the time in the the main heating element is switched on, switched on or can only after the control / regulation to turn off the main heating element accomplished was turned on. In an alternative arrangement can the keep-warm element is connected in series with the main heating element after cooking is detected. The resistance of the main element (which is typically of the order of magnitude smaller than that of the holding element) would cause such an interconnection little heat is generated in the main element part.
Das Warmhalteelement kann so angeordnet werden, dass es zum Beispiel in einer in der WO97/04694 beschriebenen Weise schaltet. In solch einer Anordnung würde die Temperatur der Basis überwacht und das Warmhalteelement in Reaktion auf die Basistemperatur betrieben werden. Diese Anordnung ist insbesondere für eine Verwendung mit ummantelten Heizelementen geeignet. Sie hat jedoch den Nachteil, dass die Temperatur der Basis so sein kann, dass sie ein lokalisiertes Kochen eines Getränks in der ersten Kammer während des Wärmeausbruchs bewirken kann, was dem Geschmacks des Getränks abträglich sein kann.The keep-warm element can be arranged so that it can be located, for example, in one of the WO97 / 04694 described switches. In such an arrangement, the temperature of the base would be monitored and the holding member operated in response to the base temperature. This arrangement is particularly suitable for use with sheathed heating elements. However, it has the disadvantage that the temperature of the base may be such that it can cause localized boiling of a beverage in the first chamber during the heat burst, which may be detrimental to the taste of the beverage.
Deshalb wird das Warmhalteelement nach dem Betrieb der Gefäßsteuerung/Regelung vorzugsweise kontinuierlich betrieben, jedoch auf einem solchen Leistungsniveau, welches kein Kochen des Getränks in der ersten Kammer bewirkt. Die Leistung, die benötigt wird, um dies zu erreichen, kann durch den Fachmann auf einfache Weise empirisch bestimmt werden. In diesem Fall wird das Element wahrscheinlich ein Heizer vom Dickschichttyp sein, dessen Leistungsniveau und Leistungsdichte sehr einfach angepasst werden können, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Typischerweise könnte man jedoch ein Hauptheizelement haben, welches auf 1500 W bei einer Leistungsdichte von 50 bis 150 W/cm2 bemessen ist, sowie ein Warmhalteelement, welches auf 50 W bei einer Leistungsdichte von 10 W/cm2 bemessen ist. Eine allgemeine Kanalanordnung und Schaltanordnung, welche prinzipiell zum Erreichen eines solchen Heizsystems geeignet sind, sind in der GB 9805751.6 offenbart.Therefore, after operation of the vessel control, the holding member is preferably operated continuously, but at such a level of performance that does not cause the beverage in the first chamber to boil. The power required to accomplish this can be easily determined empirically by those skilled in the art. In this case, the element is likely to be a thick film type heater whose power level and power density can be easily adjusted to meet certain requirements. Typically, however, one could have a main heating element rated at 1500 W at a power density of 50 to 150 W / cm 2 , and a holding element rated at 50 W at a power density of 10 W / cm 2 . A general channel arrangement and switching arrangement, which are in principle suitable for achieving such a heating system, are disclosed in GB 9805751.6.
Die untere Kammer ist vorzugsweise als eine kabellose Anordnung ausgebildet, wobei sie auf einem Stromzuführständer abnehmbar positioniert sein kann. Dies vereinfacht das Ausgießen des Getränks signifikant.The lower chamber is preferably as a wireless arrangement, being removable on a power supply stand can be positioned. This simplifies the pouring of the drink significant.
Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun, lediglich als Beispiel, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:Some preferred embodiments The invention will now be described by way of example only on the attached Drawings are described, wherein:
Unter Bezugnahme auf
Die obere Kammer
Die untere Kammer ist mit einem Griff
Die untere Kammer
Die Form
Der Dickschichtheizer
Der Dickschichtheizer
Die thermisch sensitive Steuer/Regeleinheit
Die Steuer/Regeleinheit
Der Betriebsmodus der obigen Ausführungsform
wird nun beschrieben. Als erstes wird Kaffeesatz in die obere Kammer
Das Wasser in der unteren Kammer
wird beginnen, sich zu erhitzen und wenn seine Temperatur typischerweise
ungefähr
60° Celsius
erreicht, so ist der Druck in der unteren Kammer
Wenn das Reservoir trockengekocht
ist, wird sich die Temperatur des Heizers
Rechtzeitig wird der Dampf in der
unteren Kammer
Es wird sich nun
In dieser speziellen Vorrichtung
ist eine integrierte Steuer/Regel- und Heizereinheit
Wie unter Bezugnahme auf die Beschreibung
der GB 9805751.6 gesehen werden kann, umfasst die Einheit
Wie in der vorigen Ausführungsform
gemäß der Erfindung
wird in dieser Vorrichtung, wenn Wasser in der unteren Kammer
Nach einiger Zeit wird Wasser in
der unteren Kammer
In der integrierten Heizer- und Steuer/Regeleinheit,
die in der GB 9805751.6 offenbart ist, wird nachdem ein Kochen unterbrochen
worden ist, ein Warmhalteelement (welches eigentlich das Hauptelement
enthält)
geschaltet, um die Flüssigkeit
warm zu halten. In dieser Anordnung hat das Warmhalteelement ungefähr 30 W
und ist in einem Bereich konzentriert, sodass ein lokalisiertes
Kochen für
einen ästhetischen
Effekt verursacht wird. In der vorliegenden Vorrichtung ist ein
solches Warmhalteelement noch immer vorzugsweise vorgesehen, obwohl
das Warmhalteelement Idealerweise über ein größeres Gebiet ausgeweitet sein
wird, um seine Leistungsdichte zu reduzieren, sodass kein lokalisiertes
Kochen in der unteren Kammer
Es wird ersichtlich, dass die oben
beschriebene Vorrichtung den Vorteil hat, dass die untere Kammer
Es wird angemerkt, dass der Ausguss
Es wird erkannt, dass die obige Beschreibung
nur beispielhaft ist und dass Veränderungen an der Ausführungsform
der beschriebenen Erfindung durchgeführt werden können, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann in der
in den
In einer weiteren Anordnung könnte ein
zusätzlicher
Heizer in der Basis des Schachts
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